EKSPERIMEN JOULE
Maula Asyari Ibrahim, Nur Ilmih Rusli,Nini
Andriani,Siti Yulia Ningsih,Ika Mentari,Muh Irfan,Muh Takwin,
Laboratorium Fisika Modern
Jurusan Geografi
FMIPA
Universitas Negeri Makassar
Abstrak.
Telah dilakukan eksperimen mengenai “Eksperimen joule”.
Eksperimen ini bertujuan untuk memahami prinsip kesetaraan(ekuivalensi) energi
panas dan energi mekanis serta untuk
menentukan nilai kesetaraan energi panas dan energi mekanis. Pada eksperimen
ini menggunakan beberapa alat dan bahan yang dirangkai sesuai dengan rangkaian
perangkat percobaan eksperimen joule. Pada eksperimen ini dilakukan pengambulan
data sebanyak tiga kali dan adapun yang diukur yaitu massa air,massa
kalorimeter,tegangan,kuat arus,suhu awal,suhu akhir,serta waktu. Pada analisis
data
KATA KUNCI:
PENDAHULUAN
TEORI
Hukum pertama
termodinamika merupakan pernyataan hukum kekekalan energi. Hukum ini
menggambarkan hasil banyak eksperimen yang menghubungkan usaha yang dilakukan
pada sistem, panas yang ditambahkan atau dikurangkan dari sistem, dan energi
internal sistem. Dari definisi awal kalori, kita tahu bahwa dibutuhkan energi
sebesar 1 kalori untuk menaikkan temperatur 1 g air menjadi 10C.
Akan tetapi kita juga dapat menaikkan temperatur air atau sistem lain apapun
dengan melakukan usaha padanya tanpa menambahkan sedikit pun panas dari luar.
V
|
Termometer
|
VS
|
kalorimeter Joule + Elemen
|
A
|
+
|
_
|
Gambar 7.1. Perangkat percobaan Joule
Gambar.7.1 di
atasmenunjukkan diagram skematis modifikasi dari perangkat Joule yang dapat
digunakan untuk menentukan jumlah usaha yang ekivalen dengan sejumlah panas
tertentu, yaitu, jumlah usaha yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur satu
gram air dengan satu Celcius derajat.
Air dalam kalorimeter
pada Gambar tertutup dalam dinding insulasi agar temperatur system tidak dapat
dipengaruhi oleh panas yang masuk atau keluar darinya. Dengan pemberian beda
potensial VS pada ujung-ujung kumparan dalam kalorimeter,
arus listrik akan mengalir melalui amperemeter dan beda potensial akan timbul
pada ujung-ujung kumparan yang akan menghasilkan usaha listrik pada sistem
untuk memanaskan air. Usaha ini dikenal sebagai kalor joule, yang dapat dinyatakan sebagai,
[7.1]
di mana V adalah beda potensial
ujung-ujung elemen, I adalah arus listrik dalam rangkaian, dan t adalah waktu pengaliran arus ke
sistem. Energi panas yang dilepaskan oleh elemen listrik tersebut akan diterima
oleh air dan kalorimeter sehingga temperatur system menjadi meningkat
(pengecualian terjadi perubahan fase).
Besar energi panas Q
yang dibutuhkan oleh air untuk menaikkan temperaturnya sebanding dengan
perubahan temperatur DT dan massa m,
yaitu:
[7.2]
dimana c adalah panas jenis air.
Hasil eksperimen Joule dan
eksperimen-eksperimen sesudahnya adalah bahwa dibutuhkan 4,18 satuan usaha
mekanis atau listrik (joule) untuk meningkatkan temperatur 1 g air dengan 1 0C,
atau 4,18 J energi mekanis atau listrik adalah ekuivalen dengan 1 kal energi
panas.
METODOLOGI
EKSPERIMEN
Pada eksperimen kali ini menggunakan alat dan bahan diantaranya ialah
power supply DC, Amperemeter 0-5 A DC, Voltmeter 0-50 DC, Kalorimeter joule lengkap, Termometer,
Stopwatch, Neraca Ohauss 311 g, dan beberapa kabel penghubung. Adapun proses
HASIL
EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA
a. Hasil
Pengamatan
NST NeracaOhaus
311 g = 0,01 gr
NST Voltmeter = 1 V
NST Amperemeter =
0,1 A
NST Termometer = 1°C
NST Stopwatch = 0,1 s
Tabel
7.1.TabelHasilPengamatan
Besaran
yang diukur
|
PengukuranKe
-
|
||
I
|
II
|
III
|
|
Massa kalorimeter kosong + pengaduk, m1 (g)
|
134,00
|
134,00
|
134,00
|
Massa kalorimeter + air, m2 (g)
|
241,49
|
287,30
|
295,60
|
Massa air, ma (g)
|
108,49
|
153,30
|
161,60
|
Tegangan, V (volt)
|
5,5
|
6,5
|
11,0
|
Kuat Arus, I (A)
|
0,95
|
1,25
|
2,05
|
Suhu awal, T0 (0C)
|
28,0
|
28,0
|
28,0
|
Suhu akhir, Tf (0C)
|
31,0
|
31,0
|
31,0
|
Waktu, t (s)
|
360,00
|
75,00
|
|
b. Analisa
data
Data I
Data II
Data III
PEMBAHASAN
SIMPULAN
REFERENSI
Halliday,
David danResnick, Robert. 1999. FisikaJilid2EdisiKelima
(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.
Tipler,
Paul A. 2001. FisikauntukSainsdanTeknikEdisiKeduaJilid2(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar